En la última clase finalizamos el primer diseño de un oscilador capaz de dar una respuesta sinusoidal a 27Mhz. Lo montamos en el laboratorio y mediante el osciloscopio comprobamos que en la salida teníamos una tensión de frecuencia 27Mhz. En esta clase experimentaremos en base a este oscilador que hemos construido y diseñaremos un oscilador el cual su frecuencia se podrá ajustar por tensión.
Retomamos la clase donde la dejamos la última vez. Hemos construido el oscilador lo hemos probado y hemos visualizado su respuesta en el osciloscopio. Ahora queremos saber cuan pura es la senoide que tenemos a la salida de nuestro circuito. Es decir, cual es la potencia de los harmónicos de la señal que estamos generando. Es de especial importancia saber que nivel presentan las otras componentes frecuenciales para saber lo bueno que es nuestro oscilador y en que medida estamos afectando otras zonas del espectro electromagnético.
Para realizar esta tarea el osciloscopio no nos servirá, ya que necesitamos ver el espectro de la salida. Para ello introduciremos un nuevo instrumento que nos permitirá medir con precisión la componentes frecuenciales de una señal: el analizador de espectro.
El analizador de espectro (AE) es un instrumento que nos permite hacer medidas sobre las componentes frecuenciales de la señal que tenga a su entrada. El funcionamiento de este dispositivo se basa en lo siguiente: aplica un filtrado paso-banda dentro de un rango de frecuencias y nos representa la amplitud que se ha obtenido después de cada filtrado. Con esto podemos ver como es el espectro de la entrada.
El analizador realiza este procedimiento de la siguiente manera: a la entrada el AE se dispone de un oscilador controlado por tensión que se mueve periódicamente dentro de un rango fijo de frecuencias. A continuación se dispone de un filtro paso-banda fijo a una frecuencia determinada llamada frecuencia intermedia. Cuando entra una señal esta se multiplica por la senoide del oscilador y se desplaza su espectro en relación con la frecuencia de este bloque. Entonces actúa el filtrado paso banda y nos proporciona la amplitud a esa frecuencia. Como el primer oscilador esta controlado por tensión y se mueve periodicamente dentro de un rango fijo podemos ver el espectro de la entrada al AE.
En el laboratorio no disponemos de este aparto, pero si disponemos de un instrumento que nos proporciona una señal que periódica que nos indica la amplitud de las componentes frecuenciales de la señal y otra que que nos indica en que "posición" del espectro estaríamos. Es decir, si nos movemos dentro de un rango determinado 0 volts corresponde al punto de de mínima frecuencia y N volts corresponde a la máxima frecuencia. Si llevamos estas dos señales al osciloscopio en modo XY podemos ver el espectro de una señal determinada.
A continuación hemos visualizado el espectro de la senoide que nos proporcionaba nuestro oscilador. Hemos comprobado que aunque nosotros visualizábamos una sinusoide en el osciloscopio, la contaminación producida por los armónicos es importante. De hecho, llegamos a contaminar el espectro de FM con el cuarto armónico. No podemos permitirnos este hecho, debemos conseguir que la sinusoide generada sea más pura.
Antes de seguir avanzando en el diseño de un oscilador que produzca una respuesta más pura veremos como realizar un oscilador controlado por tensión. Es interesante ver como el AE hace uso de uno para moverse dentro de un rango fijo. Así pues, como ya sabemos diseñar osciladores estamos en condiciones de preguntarnos como es posible construir un oscilador controlado por tensión.
La idea para conseguir variar la frecuencia con una fuente de tensión es simple y brillante, para ello recurriremos a un simple componente como es un diodo. Si polarizamos un diodo en inversa tenemos un condensador el cual su capacidad se puede ajustar en función de la tensión que aplicamos en los terminales del diodo.
Añadimos a nuestro oscilador una nueva rama de la siguiente manera:
Entonces tenemos un oscilador controlado por tensión. Hemos probado este diseño en el laboratorio y hemos comprobado su correcto funcionamiento. En la siguiente clase seguiremos con nuestro oscilador y veremos como lo podemos ajustar de manera que la oscilación que produzca se más pura que la que tenemos ahora.
